Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La tribologie est la science qui tente de comprendre les causes et les conséquences du frottement. Cependant, l’expérimentation possède ses limites en la matière et le recours aux outils numériques est d’un précieux secours dans l’observation de ce phénomène physique encore bien mal compris. Durant ces dernières années, la tribologie numérique a progressé à grand pas, vers des modèles multi-échelles, voire multi-physiques, qui offrent de riches descriptions des interfaces de contacts et sont en passe de devenir des outils prédictifs.
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Tribology is a science that attempts to understand the causes and consequences of friction. However, testing has its limits and the use of numeric tools is a valuable aid in the observation of this physical phenomenon which is still poorly understood. Over the last few years, numeric tribology has significantly progressed towards multi-scale or multi-physics models, which provide rich descriptions of contact interfaces and are about to become predictive tools.
Auteur(s)
-
Mathieu RENOUF : Chargé de recherche CNRS au LaMCoS, INSA-Lyon - Équipe tribologie et mécaniques des interfaces
INTRODUCTION
Comprendre les causes et les conséquences du frottement sur le comportement des corps en contact est bien le quotidien des tribologues depuis de nombreux siècles. En fait ce n'est pas seulement les corps en contact qui sont concernés, mais aussi le ou les mécanismes qui les contiennent ainsi que l'interface qui les sépare.
Cette compréhension n'est pas simplement une curiosité scientifique, mais bel et bien la clé d'importants enjeux industriels. Le contrôle de la durée de vie des mécanismes (disques de frein automobile et aéronautique, roulements, appareils électroménagers...) et des outils de mise en forme des matériaux, la sécurité (problème de shuntage dans le contact roue-rail ou de la collecte du courant dans le contact pentographe/caténaire...), la santé publique (usure des implants articulaires), l'environnement (réduction du crissement, amélioration des lubrifiants...) sont des problèmes liés directement aux conséquences du frottement.
Parce que l'expérimentation trouve parfois ses limites dans l'analyse dynamique de tels systèmes, surtout lors de sollicitations sévères (fortes pression et vitesse de cisaillement), des outils numériques ont vu le jour pour venir combler le manque d'informations laissé par les approches expérimentales aussi bien pour des conditions dites de « contact sec » (pas de lubrifiant ajouté) que celles dites de « contact lubrifié » (huile, graisse...). Aujourd'hui, bien plus qu'un simple outil complémentaire, les approches numériques servent à part entière dans la compréhension des phénomènes et tendent à devenir des outils prédictifs.
De nombreuses approches numériques existent aussi bien pour les aspects secs que pour les aspects lubrifiés, évoqués précedement. Dans ces quelques pages, le choix a été fait de se focaliser uniquement sur le contact dit sec. Les aspects « contact lubrifié », au sens lubrification fluide, ne seront que rapidement survoler.
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Contexte tribologique
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5. Le mot de la fin
Le frottement reste encore aujourd'hui un phénomène physique mal compris sur le plan scientifique. Même si de nombreux travaux ont permis de préciser la notion de frottement, il reste encore des étapes à franchir avant de pouvoir obtenir des modèles de frottement et d'usure prédictifs. Aujourd'hui de nombreux travaux œuvrent dans ce sens et l'intégration des différents phénomènes physiques et le dialogue entre échelles en représentent le cœur. Ainsi, il ne faut pas avoir peur d'affirmer que c'est grâce à la tribologie numérique et ses interactions avec le monde expérimental que « le frottement est un problème que les tribologues auront à l'usure ».
Une partie des travaux présentés est soutenue par l'Agence nationale de la recherche via le financement du projet ANR-JCJC08-0020 DiNEET (dialogue numérique entre échelles tribologiques).
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Le mot de la fin
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ACARY (V.), JEAN (M.) - Numerical modeling of three dimensional divided structures by the non smooth contact dynamics method : Application to masonry structure. In B.H.V. Topping, editor, The Fifth international Conference on Computational Structures Technology 2000, - pages 211-222, Edimburgh, Civil-Comp Press, 2000.
-
(2) - ALART (P.) - Méthode de Newton généralisée en mécanique du contact, - J. Math. Pures Appl., 76 :83-108, 1997.
-
(3) - ANCIAUX (G.), MOLINARI (J.F.) - Contact mechanics at the nanoscale, a 3D multiscale approach, - Int. J. Numer. Meth. Engng, 79:1041-1067, 2009.
-
(4) - ANTALUCA (E.) - Contribution à l'étude des contacts élasto-plastiques – effet d'un chargement normal et tangentiel, - Thèse INSA-Lyon, 2005.
-
(5) - ARCHARD (J.F.) - Elastic Deformation and the Contact of Surfaces, - Nature, 172(4385):918-919, 1953.
-
...
ANNEXES
LMGC90 – Logiciel de mécanique gérant le contact, CNRS-UM2, 2001. OpenSource (Licence CeCiLL). http://www.lmgc.univ-montp2.fr/~dubois/LMGC90/
PLAST2 – Logiciel élement finis OpenSource. http://www-lgit.obs.ujf-grenoble.fr/users/lbaillet/logiciel_plast2.htm
Simulink – http://www.mathworks.fr/products/simulink/
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